Java并发编程中的生产者与消费者模型简述

时间:2022-08-28 18:45:06

概述
对于多线程程序来说,生产者和消费者模型是非常经典的模型。更加准确的说,应该叫“生产者-消费者-仓库模型”。离开了仓库,生产者、消费者就缺少了共用的存储空间,也就不存在并非协作的问题了。

示例
定义一个场景。一个仓库只允许存放10件商品,生产者每次可以向其中放入一个商品,消费者可以每次从其中取出一个商品。同时,需要注意以下4点:
1.  同一时间内只能有一个生产者生产,生产方法需要加锁synchronized。
2.  同一时间内只能有一个消费者消费,消费方法需要加锁synchronized。
3.  仓库为空时,消费者不能继续消费。消费者消费前需要循环判断当前仓库状态是否为空,空的话则消费线程需要wait,释放锁允许其他同步方法执行。
4.  仓库为满时,生产者不能继续生产,生产者生产钱需要循环判断当前仓库状态是否为满,满的话则生产线程需要wait,释放锁允许其他同步方法执行。

示例代码如下:

  

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public class Concurrence {
   public static void main(String[] args) {
     WareHouse wareHouse = new WareHouse();
     Producer producer = new Producer(wareHouse);
     Consumer consumer = new Consumer(wareHouse);
  
     new Thread(producer).start();
     new Thread(consumer).start();
   }
 }
  
 class WareHouse {
   private static final int STORE_SIZE = 10;
   private String[] storeProducts = new String[STORE_SIZE];
   private int index = 0;
  
   public void pushProduct(String product) {
     synchronized (this) {
       while (index == STORE_SIZE) {
         try {
           this.wait();
         } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
         }
       }
  
       storeProducts[index++] = product;
       this.notify();
  
       System.out.println("生产了: " + product + " , 目前仓库里共: " + index
           + " 个货物");
     }
   }
  
   public synchronized String getProduct() {
     synchronized (this) {
       while (index == 0) {
         try {
           this.wait();
         } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
         }
       }
  
       String product = storeProducts[index - 1];
       index--;
       System.out.println("消费了: " + product + ", 目前仓库里共: " + index
           + " 个货物");
       this.notify();
       return product;
     }
   }
 }
  
 class Producer implements Runnable {
   WareHouse wareHouse;
  
   public Producer(WareHouse wh) {
     this.wareHouse = wh;
   }
  
   @Override
   public void run() {
     for (int i = 0; i < 40; i++) {
       String product = "product" + i;
       this.wareHouse.pushProduct(product);
     }
   }
 }
  
 class Consumer implements Runnable {
   WareHouse wareHouse;
  
   public Consumer(WareHouse wh) {
     this.wareHouse = wh;
   }
  
   @Override
   public void run() {
     for (int i = 0; i < 40; i++) {
       this.wareHouse.getProduct();
     }
   }
 }